CMP의 평탄화 메커니즘은 무엇인가?

듀얼 다마신(Dual-Damascene)은 집적 회로의 금속 배선을 제조하는 데 사용되는 공정 기술입니다. 다마스커스 공정을 더욱 발전시킨 기술입니다. 동일한 공정 단계에서 관통 구멍과 홈을 동시에 형성하고 금속으로 채워 금속 배선을 통합적으로 제조합니다.

왜 다마스쿠스라고 불리나요?

다마스쿠스는 시리아의 수도이며, 다마스쿠스 칼은 날카로움과 정교한 질감으로 유명합니다. 일종의 상감 공정이 필요합니다. 먼저, 다마스쿠스 강철 표면에 원하는 패턴을 새기고, 미리 준비된 재료를 새긴 홈에 단단히 상감합니다. 상감 공정이 완료되면 표면이 약간 울퉁불퉁할 수 있습니다. 장인이 표면을 꼼꼼하게 연마하여 전체적인 매끄러움을 보장합니다. 이 공정은 칩의 이중 다마스쿠스 공정의 원형입니다. 먼저 유전체층에 홈이나 구멍을 새긴 후, 그 안에 금속을 채웁니다. 채운 후, 여분의 금속은 CMP(Chemical Milling)로 제거합니다.

듀얼 다마신 공정의 주요 단계는 다음과 같습니다.

▪ 유전체층 증착 :

반도체에 이산화규소(SiO2)와 같은 유전체 물질 층을 증착합니다.웨이퍼.

▪ 패턴을 정의하기 위한 포토리소그래피:

포토리소그래피를 사용하여 유전체 층의 비아와 트렌치 패턴을 정의합니다.

▪에칭:

건식 또는 습식 에칭 공정을 통해 비아와 트렌치 패턴을 유전체 층으로 전송합니다.

▪ 금속의 증착:

구리(Cu)나 알루미늄(Al)과 같은 금속을 비아와 트렌치에 증착하여 금속 상호연결을 형성합니다.

▪ 화학 기계적 연마:

금속 표면을 화학적 기계적 연마로 연마하여 과도한 금속을 제거하고 표면을 평평하게 만드는 과정입니다.

기존의 금속 상호연결 제조 공정과 비교했을 때 듀얼 다마신 공정은 다음과 같은 장점이 있습니다.

▪간소화된 프로세스 단계:동일한 공정 단계에서 비아와 트렌치를 동시에 형성함으로써 공정 단계와 제조 시간이 단축됩니다.

▪ 제조 효율성 향상:듀얼 다마신 공정은 공정 단계가 줄어들기 때문에 제조 효율성을 높이고 생산 비용을 절감할 수 있습니다.

▪금속 상호 연결의 성능 향상:듀얼 다마신 공정은 더 좁은 금속 상호연결을 구현하여 회로의 집적도와 성능을 향상시킵니다.

▪기생 용량 및 저항 감소:저유전율 유전체 재료를 사용하고 금속 상호 연결 구조를 최적화함으로써 기생 용량과 저항을 줄여 회로의 속도와 전력 소비 성능을 향상시킬 수 있습니다.